[發(fā)明專利]待注射成型的材料、其方法及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680021214.0
• 申請日: 2006-04-13
• 公開（公告）號: CN101198451A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設計）人: J·F·納西門托;J·A·M·阿格內(nèi)利;R·小博默;M·D·米蘭達;L·P·阿方索
• 申請（專利權(quán)）人: 巴西福特汽車有限公司
• 主分類號: B29B9/14
• 分類號: B29B9/14;B29B17/00;B29C45/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉冬;韋欣華

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及復合材料和制備復合材料的方法。

更具體地講，本發(fā)明涉及包含由天然纖維增強的新鮮的或者再生的熱塑性聚合物的復合材料，以及制備這種注射成型復合材料的方法。

對于本說明書來說，需要用到下面的定義：

天然纖維或纖維素纖維：源于植物的天然纖維，或者含有木質(zhì)素的木質(zhì)纖維素纖維，這是天然多酚聚合物。

木質(zhì)纖維素殘渣：源于植物的殘渣，含有纖維素和木質(zhì)素，而且纖維素是主要的化學成分，例如稻殼或木屑。

發(fā)明背景

復合材料是那些由至少兩種具有具體的力學特性的材料聯(lián)合而成的材料，這樣生成一種具有期望力學性能的第三材料。通常情況下，復合材料是由聚合物和增強材料聯(lián)合得到，增強材料一般來說是源于礦物的纖維或源于植物的纖維，不管這些纖維是否是合成的?，F(xiàn)有技術(shù)水平表明，許多復合材料是由不同種類的聚合物與不同類型的纖維聯(lián)合而成的，這些纖維例如玻璃纖維、巖石纖維、礦物棉以及天然纖維等等。

具體來講，現(xiàn)有技術(shù)水平公開了由聚烯烴類聚合物如聚丙烯或聚對苯二甲酸乙二醇酯與天然纖維，如劍麻纖維、可可纖維等聯(lián)合得到的復合材料。

目前，通過聯(lián)合聚合物和天然纖維制備復合材料的方法通過模塑法進行，這大大限制了復合材料形式，并因此限制了復合材料的商業(yè)應用。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，模塑法允許制備具有有限結(jié)構(gòu)和形式的制品，因此，降低了復合材料的應用。

直到今天，注射成型方法仍然沒有有效地用于由聚合物和天然纖維制備的復合材料中。模塑法的該局限性也關(guān)聯(lián)到注塑方法的幾個難點。首先，由于天然纖維具有吸濕性和親水性，因此，就會有吸濕的趨勢，進而導致在注塑過程中產(chǎn)生氣體。這是因為，在注塑過程中，當喂料時(螺桿速度x逆壓(speed?of?the?screw?x?contra-pressure))，生成的揮發(fā)性氣體就被密封在注塑裝置的內(nèi)部(噴嘴和螺桿)，并且在注射成型周期內(nèi)，這些氣體被密封在模腔內(nèi)。因此，成型的產(chǎn)品具有類似于膨脹結(jié)構(gòu)的多孔性和微觀結(jié)構(gòu)。此外，孔隙率的分布也受到注塑加工條件的影響(諸如：壓力、溫度以及時間)，相應地，也就會影響材料的力學性能。

因此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)方法缺陷的用于制備復合材料的方法。

更詳細地講，本發(fā)明的目的是提供合適的材料通過注射成型方法加工成復合材料。

本發(fā)明的另一個目的是用于制備復合材料的方法，所述復合材料包含與天然纖維聯(lián)合的熱塑性聚合物(具體地講聚烯烴)。

本發(fā)明的另一個目的是用于復合材料的注塑方法，所述復合材料包含與天然纖維聯(lián)合的熱塑性聚合物(具體地講聚烯烴)。

本發(fā)明的另一個目的是根據(jù)本發(fā)明的注塑方法制備的復合材料，所述復合材料特別適于制造汽車備件。

發(fā)明概述

上面提及的目的通過本發(fā)明的待注射成型的合適材料實現(xiàn)，所述材料包含：

大約30％至大約90％重量的再生熱塑性聚合物；

大約0.01％至大約70％重量的新鮮熱塑性聚合物；和

大約0.01％至大約60％重量的天然纖維。

具體地講，熱塑性聚合物是聚丙烯均聚物或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

本發(fā)明的復合材料還可含有如下的一種或多種物質(zhì)：

(a)當所述熱塑性聚合物是聚丙烯均聚物時：

大約0.01％至大約60％重量的第二天然纖維；

大約0.01％至大約30％重量的木質(zhì)纖維素殘渣；

大約0.01％至大約20％重量的具有中等乙烯含量的聚丙烯共聚物；

大約0.01％至大約20％重量的具有高乙烯含量的聚丙烯共聚物；

大約0.01％至大約2％重量的用馬來酸酐或離聚物官能化的聚丙烯增容劑；

大約0.01％至大約0.5％重量的加工助劑/分散劑；

大約0.01％至大約0.3％的主抗氧劑和輔助抗氧劑；

大約0.01％至大約2％的一種或多種顏料；以及

大約0.01％至大約0.2％的紫外線穩(wěn)定劑。

(b)當所述熱塑性聚合物是PET時：

大約0.01％至大約60％重量的第二天然纖維；

大約0.01％至大約30％重量的木質(zhì)纖維素殘渣；

大約0.01％至大約15％重量的彈性沖擊改性劑；

大約0.01％至大約0.5％重量的加工助劑/分散劑；以及

大約0.01％至大約2％重量的一種或多種顏料。

本發(fā)明也涉及用于制備注塑復合材料的方法，所述方法包括以下步驟：

i-使天然纖維長度均勻；